特許 6654445 操舵装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6654445

(24)【登録日】2020年2月3日

(45)【発行日】2020年2月26日

(54)【発明の名称】操舵装置

(51)【国際特許分類】

   B62D 5/04 20060101AFI20200217BHJP

   F16H 1/32 20060101ALI20200217BHJP

【ＦＩ】

   B62D5/04

   F16H1/32 A

【請求項の数】11

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2016-10700(P2016-10700)

(22)【出願日】2016年1月22日

(65)【公開番号】特開2017-128300(P2017-128300A)

(43)【公開日】2017年7月27日

【審査請求日】2018年12月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】503405689

【氏名又は名称】ナブテスコ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100067828

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 悦司

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100137143

【弁理士】

【氏名又は名称】玉串 幸久

(72)【発明者】

【氏名】高橋 昌宏

(72)【発明者】

【氏名】中井 悠人

(72)【発明者】

【氏名】中村 江児

【審査官】 瀬戸 康平

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−２３８８８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１０１０７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１２９５１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０９６５７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０５９１９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６２Ｄ ５／０４

Ｆ１６Ｈ １／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステアリングシャフトに加わったトルクに応じた操舵力を生成するモータと、
前記モータによって生成された操舵力が入力される入力機構と、前記入力機構に入力された前記操舵力に応じて所定の回転軸周りに回転する第１出力シャフトを有する出力機構と、を含む減速機と、
前記回転軸と交差するように前記第１出力シャフトに接続される接続部を有するピットマンアームと、を備え、
前記出力機構は、前記ステアリングシャフトの回転に応じて回転するステアリングギアに噛み合うように、前記第１出力シャフトに取り付けられた第１ギアを含み、
前記モータは、前記第１ギア及び前記接続部と同軸回転し、前記操舵力を出力する回転シャフトを含み、
前記接続部は、前記第１出力シャフトと同軸回転する
操舵装置。

【請求項2】

前記入力機構は、前記回転シャフトに形成されたギア部と噛み合う第２ギアと、前記第２ギアが取り付けられたクランク組立体と、を含み、
前記減速機は、前記クランク組立体に接続された少なくとも１つの歯車を有する歯車部と、前記少なくとも１つの歯車に噛み合う内歯環を含む第１外筒と、を含み、
前記クランク組立体が回転する間、前記少なくとも１つの歯車は、前記少なくとも１つの歯車の中心が、前記回転軸周りに周回するように揺動回転する
請求項１に記載の操舵装置。

【請求項3】

前記出力機構は、前記クランク組立体に連結され、且つ、前記第１出力シャフトと一体的に回転するキャリアを含み、
前記第１出力シャフトは、前記第１外筒に形成された第１貫通穴を通じて、前記キャリアから前記第１外筒の外に配置された前記ピットマンアームに向けて延びる
請求項２に記載の操舵装置。

【請求項4】

前記第１出力シャフトは、前記キャリアから分離可能である
請求項３に記載の操舵装置。

【請求項5】

前記第１出力シャフトは、前記キャリアから分離不能である
請求項３に記載の操舵装置。

【請求項6】

前記第１貫通穴に収容された第１ベアリングと、
前記第１ベアリングと前記ピットマンアームとの間に配置された第２ベアリングと、を更に備え、
前記第１出力シャフトは、前記第１ベアリングと前記第２ベアリングとを貫く
請求項３乃至５のいずれか１項に記載の操舵装置。

【請求項7】

前記第１外筒と協働して、前記第１ベアリングと前記第２ベアリングとの間で、前記第１出力シャフトに取り付けられた前記第１ギアが収容されるギアボックスを形成する第２外筒を更に備え、
前記第２外筒は、前記第２ベアリングが収容される第２貫通穴が形成された端壁を含み、
前記第１出力シャフトは、前記第２貫通穴を貫通し、前記ピットマンアームに連結される
請求項６に記載の操舵装置。

【請求項8】

前記第１外筒内に配置された第１ベアリングと、
前記第１ベアリングと協働して、前記回転軸を定める第２ベアリングと、を更に備え、
前記第１外筒は、前記内歯環が形成された周壁を含み、
前記第１ベアリング及び前記第２ベアリングは、前記周壁と前記キャリアとの間の環状空間に配置され、
前記歯車部は、前記第１ベアリングと前記第２ベアリングとの間に位置する
請求項３乃至７のいずれか１項に記載の操舵装置。

【請求項9】

前記第１ギアは、前記歯車部と前記ピットマンアームとの間に位置する
請求項２乃至８のいずれか１項に記載の操舵装置。

【請求項10】

前記ピットマンアームは、前記歯車部と前記第１ギアとの間に位置する
請求項３乃至５のいずれか１項に記載の操舵装置。

【請求項11】

前記出力機構は、前記第１出力シャフトと同軸の第２出力シャフトを含み、
前記第１ギアは、前記第２出力シャフトに取り付けられ、
前記ピットマンアームは、前記第１出力シャフトと前記第２出力シャフトとに接続される
請求項１０に記載の操舵装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両に搭載される電動式の操舵装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車輪の方向を変更する操舵装置は、様々な車両に搭載されている。特許文献１は、ピットマンアームを備える操舵機構を開示する。特許文献１に開示されるピットマンアームは、減速機に取り付けられる。ピットマンアームは、減速機の回転に応じて振れる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７−１５６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

車輪が受けた強い衝撃力は、ピットマンアームを通じて、減速機に伝達されることもある。特許文献１の技術では、衝撃力に起因して、減速機の回転軸周りの大きなモーメントが、減速機に作用することとなる。このことは、過大な負荷が減速機の内部のギアに生ずることを意味する。

【0005】

本発明は、ピットマンアームを通じて伝達された衝撃力に起因する破損を生じにくい構造を有する操舵装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一局面に係る操舵装置は、ステアリングシャフトに加わったトルクに応じた操舵力を生成するモータと、前記モータによって生成された操舵力が入力される入力機構と、前記入力機構に入力された前記操舵力に応じて所定の回転軸周りに回転する第１出力シャフトを有する出力機構と、を含む減速機と、前記回転軸と交差するように前記第１出力シャフトに接続される接続部を有するピットマンアームと、を備える。前記出力機構は、前記ステアリングシャフトの回転に応じて回転するステアリングギアに噛み合うように、前記第１出力シャフトに取り付けられた第１ギアを含む。前記モータは、前記第１ギア及び前記接続部と同軸回転し、前記操舵力を出力する回転シャフトを含む。前記接続部は、前記第１出力シャフトと同軸回転する。

【0007】

上記構成によれば、ピットマンアームの接続部は、第１出力シャフトの回転軸と交差し、且つ、出力機構の第１出力シャフトと同軸回転するので、ピットマンアームの回転位置に依らず、減速機上でのピットマンアームからの力の作用点は、第１出力シャフトの回転軸に略一致する。この結果、過度に大きなモーメントは、ピットマンアームを通じて伝達された衝撃力の存在下でも作用しない。したがって、減速機は、破損されにくい。

【0009】

しかも、モータの回転シャフトは、第１ギア及び前記接続部と同軸回転するので、第１出力シャフトの回転軸に直交する方向における操舵装置の寸法は、過度に大きくならない。

【0010】

上記構成に関して、前記入力機構は、前記回転シャフトに形成されたギア部と噛み合う第２ギアと、前記第２ギアが取り付けられたクランク組立体と、を含んでもよい。前記減速機は、前記クランク組立体に接続された少なくとも１つの歯車を有する歯車部と、前記少なくとも１つの歯車に噛み合う内歯環を含む第１外筒と、を含んでもよい。前記クランク組立体が回転する間、前記少なくとも１つの歯車は、前記少なくとも１つの歯車の中心が、前記回転軸周りに周回するように揺動回転してもよい。

【0011】

上記構成によれば、第２ギアは、モータの回転シャフトに形成されたギア部と噛み合うので、操舵力は、増大される。歯車部の少なくとも１つの歯車は、第１外筒の内歯環と噛み合うので、操舵力は、更に増大される。

【0012】

上記構成に関して、前記出力機構は、前記クランク組立体に連結され、且つ、前記第１出力シャフトと一体的に回転するキャリアを含んでもよい。前記第１出力シャフトは、前記第１外筒に形成された第１貫通穴を通じて、前記キャリアから前記第１外筒の外に配置された前記ピットマンアームに向けて延びてもよい。

【0013】

上記構成によれば、第１出力シャフトは、第１外筒に形成された第１貫通穴を通じて、クランク組立体に接続されたキャリアから第１外筒の外に配置されたピットマンアームに向けて延びるので、増大された操舵力は、ピットマンアームに適切に伝達される。

【0014】

上記構成に関して、前記第１出力シャフトは、前記キャリアから分離可能であってもよい。

【0015】

上記構成によれば、第１出力シャフトは、キャリアから分離可能であるので、減速機は、容易に分解され得る。

【0016】

上記構成に関して、前記第１出力シャフトは、前記キャリアから分離不能であってもよい。

【0017】

上記構成によれば、第１出力シャフトは、キャリアから分離不能であるので、第１出力シャフトをキャリアに接続するための接続構造は、必要とされない。したがって、操舵装置は、簡素な構造を有することができる。

【0018】

上記構成に関して、操舵装置は、前記第１貫通穴に収容された第１ベアリングと、前記第１ベアリングと前記ピットマンアームとの間に配置された第２ベアリングと、を更に備えてもよい。前記第１出力シャフトは、前記第１ベアリングと前記第２ベアリングとを貫いてもよい。

【0019】

上記構成によれば、第１出力シャフトは、第１ベアリングと第２ベアリングとを貫くので、第１出力シャフトは、第１ベアリングと第２ベアリングとによって適切に保持される。

【0020】

上記構成に関して、操舵装置は、前記第１外筒と協働して、前記第１ベアリングと前記第２ベアリングとの間で、前記第１出力シャフトに取り付けられた前記第１ギアが収容されるギアボックスを形成する第２外筒を更に備えてもよい。前記第２外筒は、前記第２ベアリングが収容される第２貫通穴が形成された端壁を含んでもよい。前記第１出力シャフトは、前記第２貫通穴を貫通し、前記ピットマンアームに連結されてもよい。

【0021】

上記構成によれば、第２外筒は、第１外筒と協働して、ギアボックスを形成するので、第１ギアは、第１外筒及び第２外筒によって適切に保護される。第１出力シャフトは、第２外筒の端壁に形成された第２貫通穴を貫通するので、ピットマンアームに適切に連結される。

【0022】

上記構成に関して、操舵装置は、前記第１外筒内に配置された第１ベアリングと、前記第１ベアリングと協働して、前記回転軸を定める第２ベアリングと、を更に備えてもよい。前記第１外筒は、前記内歯環が形成された周壁を含んでもよい。前記第１ベアリング及び前記第２ベアリングは、前記周壁と前記キャリアとの間の環状空間に配置されてもよい。前記歯車部は、前記第１ベアリングと前記第２ベアリングとの間に位置してもよい。

【0023】

上記構成によれば、歯車部は、第１ベアリングと第２ベアリングとの間に位置するので、歯車部の揺動回転に起因する偏心的な振動は、第１出力シャフトに伝達されにくくなる。

【0024】

上記構成に関して、前記第１ギアは、前記歯車部と前記ピットマンアームとの間に位置してもよい。

【0025】

上記構成によれば、第１ギアは、歯車部とピットマンアームとの間に位置するので、操舵装置は、減速機とピットマンアームとの間において、ステアリングシャフトと機械的に連結される。

【0026】

上記構成に関して、前記ピットマンアームは、前記歯車部と前記第１ギアとの間に位置してもよい。

【0027】

上記構成によれば、ピットマンアームは、歯車部と第１ギアとの間に位置するので、減速機が配置可能な空間が、ステアリングシャフトが配置された空間から離れていても、操舵装置は、ピットマンアームを駆動することができる。

【0028】

上記構成に関して、前記出力機構は、前記第１出力シャフトと同軸の第２出力シャフトを含んでもよい。前記第１ギアは、前記第２出力シャフトに取り付けられてもよい。前記ピットマンアームは、前記第１出力シャフトと前記第２出力シャフトとに接続されてもよい。

【0029】

上記構成によれば、ピットマンアームは、第１出力シャフトと第２出力シャフトとに接続されるので、操舵力は、ピットマンアームに適切に伝達される。

【発明の効果】

【0030】

上述の操舵装置は、ピットマンアームを通じて伝達された衝撃力に起因する破損を生じにくい構造を有することができる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】第１実施形態の操舵装置の概念的なブロック図である。

【図2】第２実施形態の操舵装置の概念的なブロック図である。

【図3】第３実施形態の操舵装置の概略的な断面図である。

【図4】図３に示されるＡ−Ａ線に沿う概略的な断面図である。

【図5】第４実施形態の操舵装置の概略的な断面図である。

【図6】第５実施形態の操舵装置の概略的な断面図である。

【図7】第６実施形態の操舵装置の概略的な断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

＜第１実施形態＞
車両が走行している間、車輪は、大きな衝撃力を受けることがある。たとえば、車輪が縁石に乗り上げると、衝撃力は、車輪、タイロッドアーム及びピットマンアームを通じて、減速機に伝達されることもある。ピットマンアームと減速機との間の従来の連結構造によれば、ピットマンアームが減速機に接続される接続部は、減速機の回転軸周りに周回する。接続部と回転軸との間の距離と上述の衝撃力との積は、減速機に加わるモーメントに相当するので、衝撃力は、ピットマンアームと減速機との間の従来の連結構造の下では、減速機内のギアに多大な負荷を与える。第１実施形態において、減速機内のギアへの衝撃力の影響を低減する技術が説明される。

【0033】

図１は、第１実施形態の操舵装置１００の概念的なブロック図である。図１を参照して、操舵装置１００が説明される。

【0034】

操舵装置１００は、減速機２００と、ピットマンアーム３００と、を備える。減速機２００は、入力機構２１０と、出力機構２２０と、を含む。モータ（図示せず）や他の駆動源（図示せず）は、ステアリングシャフト（図示せず）の回転に応じて、操舵力を生成する。操舵力は、入力機構２１０に入力される。入力機構２１０及び出力機構２２０は、協働して、操舵力を増大させる。出力機構２２０は、ピットマンアーム３００が接続された出力シャフト２２１を含む。増大された操舵力は、出力シャフト２２１の回転力として出力される。出力シャフト２２１の回転の結果、ピットマンアーム３００は、振れる。ピットマンアーム３００の揺振の結果、ピットマンアーム３００と車輪（図示せず）とに連結されたタイロッドアーム（図示せず）が駆動され、車輪の向きが変更される。本実施形態において、第１出力シャフトは、出力シャフト２２１によって例示される。

【0035】

減速機２００は、揺動型減速機であってもよいし、他のサイクロイド減速機であってもよい。更に代替的に、減速機は、遊星歯車を用いた構造を有してもよい。本実施形態の原理は、減速機２００の特定の構造に限定されない。

【0036】

既知の自動車技術は、ピットマンアーム３００から車輪までの接続構造に適用可能である。したがって、本実施形態の原理は、ピットマンアーム３００を車輪へ連結するための特定の技術に限定されない。

【0037】

ピットマンアーム３００は、基端部３１０と、基端部３１０とは反対側の先端部３２０と、を含む。基端部３１０は、出力シャフト２２１に直接的に接続され、出力シャフト２２１と同軸回転する。基端部３１０は、回転軸ＲＡＸ上に存在するので、衝撃力がピットマンアーム２００を通じて、減速機に伝達されても、回転軸ＲＡＸ周りの過度に大きなモーメントは、減速機１００に生じにくい。先端部３２０は、上述のタイロッドアームに接続される。市販される様々なピットマンアームは、ピットマンアーム３００として利用可能である。本実施形態の原理は、ピットマンアーム３００の特定の構造に限定されない。本実施形態において、接続部は、基端部３１０によって例示される。

【0038】

基端部３１０が、出力シャフト２２１と同軸回転するように、ピットマンアーム３００は、減速機２００に連結される。したがって、ピットマンアーム３００を通じて伝達された衝撃力は、出力シャフト２２１の回転軸ＲＡＸ周りの大きなモーメントを引き起こしにくい。この結果、減速機２００内のギア（図示せず）は、過度に大きな負荷を受けにくくなる。

【0039】

＜第２実施形態＞
減速機は、モータによって駆動されてもよい。モータが、減速機の出力シャフトと同軸回転するならば、操舵装置は、出力シャフトの回転軸と直交する方向において、小さな寸法を有することができる。第２実施形態において、モータによって駆動される減速機を有する例示的な操舵装置が説明される。

【0040】

図２は、第２実施形態の操舵装置１００Ａの概念的なブロック図である。図２を参照して、操舵装置１００Ａが説明される。第１実施形態の説明は、第１実施形態と同一の符号が付された要素に援用される。

【0041】

第１実施形態と同様に、操舵装置１００Ａは、ピットマンアーム３００を備える。第１実施形態の説明は、ピットマンアーム３００に援用される。

【0042】

操舵装置１００Ａは、減速機２００Ａと、モータ４００と、を更に備える。第１実施形態と同様に、減速機２００Ａは、入力機構２１０を含む。第１実施形態の説明は、入力機構２１０に援用される。

【0043】

減速機２００Ａは、出力機構２２０Ａを更に含む。第１実施形態と同様に、出力機構２２０Ａは、出力シャフト２２１を含む。第１実施形態の説明は、出力シャフト２２１に援用される。

【0044】

出力機構２２０Ａは、ギア２２２を更に含む。ギア２２２は、出力シャフト２２１に取り付けられ、回転軸ＲＡＸ周りに回転する。

【0045】

図２は、ステアリングギアＳＴＧと、ステアリングシャフトＳＴＳと、ステアリングホイールＳＴＷと、を概略的に示す。ギア２２２は、ステアリングギアＳＴＧと噛み合う。ステアリングギアＳＴＧは、ウォームギアであってもよい。代替的に、ステアリングギアＳＴＧは、他のギアであってもよい。本実施形態の原理は、ステアリングギアＳＴＧとして用いられるギアの特定の種類に限定されない。本実施形態において、第１ギアは、ギア２２２によって例示される。

【0046】

ステアリングギアＳＴＧは、ステアリングシャフトＳＴＳと機械的に接続される。ステアリングギアＳＴＧは、ステアリングシャフトＳＴＳと一体的であってもよい。代替的に、ステアリングギアＳＴＧとステアリングシャフトＳＴＳとの間に構築されたギア構造が、ステアリングギアＳＴＧとステアリングシャフトＳＴＳとの間の機械的接続に利用されてもよい。本実施形態の原理は、ステアリングギアＳＴＧとステアリングシャフトＳＴＳとの間の特定の連結構造に限定されない。

【0047】

図２は、制御装置ＣＴＲを概略的に示す。制御装置ＣＴＲは、トルクセンサＴＱＳと、信号生成部ＳＧＴと、を含む。

【0048】

ステアリングシャフトＳＴＳは、ステアリングギアＳＴＧを介して、ギア２２２に機械的に連結されているので、車両（図示せず）を運転するドライバ（図示せず）が、ステアリングホイールＳＴＷを回転した直後、トルクは、ステアリングホイールＳＴＷから延びるステアリングシャフトＳＴＳに生ずる。トルクセンサＴＱＳは、ステアリングシャフトＳＴＳに加わったトルクを検出する。既知のトルク検出技術が、トルクセンサＴＱＳに適用されてもよい。本実施形態の原理は、トルクセンサＴＱＳの特定の種類に限定されない。

【0049】

トルクセンサＴＱＳが、ステアリングシャフトＳＴＳに生じたトルクを検出するために、トルクセンサＴＱＳがステアリングシャフトＳＴＳに直接的に接続されていることが要求されるならば、トルクセンサＴＱＳは、ステアリングシャフトＳＴＳに機械的に接続される。他の場合には、トルクセンサＴＱＳは、ステアリングシャフトＳＴＳに直接的に接続されなくてもよい。トルクセンサＴＱＳとステアリングシャフトＳＴＳとの間の機械的或いは電気的な接続構造は、トルクセンサＴＱＳの性能に依存する。したがって、本実施形態の原理は、ステアリングシャフトＳＴＳとトルクセンサＴＱＳとの間の特定の接続構造に限定されない。

【0050】

トルクセンサＴＱＳは、検出されたトルクを表すトルクデータを生成する。トルクデータは、トルクセンサＴＱＳから信号生成部ＳＧＴへ出力される。

【0051】

トルクデータによって表されるトルクが低減されるように、信号生成部ＳＧＴは、駆動信号を生成する。駆動信号は、信号生成部ＳＧＴからモータ４００へ出力される。

【0052】

モータ４００は、駆動信号に応じて、操舵力を生成する。操舵力は、モータ４００の回転として、入力機構２１０へ出力される。入力機構２１０及び出力機構２２０Ａは、協働して、操舵力を増大させる。増大された操舵力は、出力シャフト２２１の回転力として、ピットマンアーム３００へ出力される。このとき、ギア２２２も回転するので、ステアリングギアＳＴＧ、ステアリングシャフトＳＴＳ及びステアリングホイールＳＴＷも回転する。

【0053】

出力シャフト２２１、ギア２２２及びピットマンアーム３００の基端部３１０と同様に、モータ４００は、回転軸ＲＡＸ周りに回転する。モータ４００は、出力シャフト２２１、ギア２２２及びピットマンアーム３００の基端部３１０と同軸回転するように配置されるので、操舵装置１００Ａは、回転軸ＲＡＸに直交する方向において、小さな寸法を有することができる。

【0054】

＜第３実施形態＞
設計者は、第２実施形態に関連して説明された設計原理に基づいて、様々な操舵装置を設計することができる。第３実施形態において、例示的な操舵装置が説明される。

【0055】

図３は、第３実施形態の操舵装置１００Ｂの概略的な断面図である。図４は、図３に示されるＡ−Ａ線に沿う概略的な断面図である。図２乃至図４を参照して、操舵装置１００Ｂが説明される。第２実施形態の説明は、第２実施形態と同一の符号が付された要素に援用される。

【0056】

操舵装置１００Ｂは、減速機２００Ｂと、ピットマンアーム３００Ｂと、モータ４００Ｂと、を備える。減速機２００Ｂは、図２を参照して説明された減速機２００Ａに対応する。減速機２００Ａに関する説明は、減速機２００Ｂに援用されてもよい。ピットマンアーム３００Ｂは、図２を参照して説明されたピットマンアーム３００に対応する。ピットマンアーム３００に関する説明は、ピットマンアーム３００Ｂに援用されてもよい。モータ４００Ｂは、図２を参照して説明されたモータ４００に対応する。モータ４００に関する説明は、モータ４００Ｂに援用されてもよい。

【0057】

モータ４００Ｂは、筐体４１０と、回転シャフト４２０と、を含む。筐体４１０は、コイルやステータコアを内蔵し、駆動信号に応じて操舵力を生成する。回転シャフト４２０は、筐体４１０から減速機２００Ｂ内に突出し、回転軸ＲＡＸに沿って延びる。筐体４１０内で生成された操舵力は、回転シャフト４２０の回転として出力される。回転シャフト４２０は、回転軸ＲＡＸ周りに回転する。回転シャフト４２０の先端部には、ギア部４２１が形成される。

【0058】

減速機２００Ｂは、３つの伝達ギア２１１（図３は、３つの伝達ギア２１１のうち１つを示す）と、３つのクランク組立体２１２（図３は、３つのクランク組立体２１２のうち１つを示す）と、を含む。伝達ギア２１１は、クランク組立体２１２に取り付けられる。伝達ギア２１１は、回転シャフト４２０のギア部４２１と噛み合う。本実施形態において、第２ギアは、伝達ギア２１１によって例示される。

【0059】

３つのクランク組立体２１２それぞれは、クランク軸２１３と、２つのテーパ軸受２１４，２１５と、２つのニードル軸受２１６，２１７と、を含む。クランク軸２１３は、２つのジャーナル２３１，２３２と、２つの偏心部２３３，２３４と、を含む。ジャーナル２３１，２３２は、回転軸ＲＡＸから離間した位置において、回転軸ＲＡＸと略平行に延びる回転軸ＴＡＸ周りに同軸回転する。伝達ギア２１１及びテーパ軸受２１４は、ジャーナル２３１に取り付けられる。ジャーナル２３２は、ジャーナル２３１の反対側に位置する。テーパ軸受２１５は、ジャーナル２３２に取り付けられる。

【0060】

偏心部２３３は、ジャーナル２３１，２３２の間に位置する。偏心部２３４は、偏心部２３３とジャーナル２３２との間に位置する。偏心部２３３，２３４は、回転軸ＴＡＸから偏心する。偏心部２３３は、偏心方向において、偏心部２３４とは相違する。

【0061】

ジャーナル２３１には、モータ４００Ｂのギア部４２１と噛み合う伝達ギア２１１が取り付けられるので、ジャーナル２３１，２３２は、モータ４００Ｂの回転シャフト４２０の回転に応じて、回転軸ＴＡＸ周りに回転する。この間、偏心部２３３，２３４は、回転軸ＴＡＸに対して偏心回転する。３つの伝達ギア２１１及び３つのクランク組立体２１２は、図２を参照して説明された入力機構２１０に対応する。

【0062】

減速機２００Ｂは、モータ４００Ｂに対して固定された外筒２４０を備える。外筒２４０は、第１筒部２４１と、第２筒部２４２と、第３筒部２４３と、を含む。

【0063】

第１筒部２４１は、端壁２４４と、周壁２４５と、を含む。端壁２４４は、モータ４００Ｂの筐体４１０に密接される。周壁２４５は、端壁２４４の略円形の外周縁から突出し、回転シャフト４２０及び伝達ギア２１１を取り囲む。

【0064】

第２筒部２４２は、周壁２４６と、複数の内歯ピン２４７と、を含む。周壁２４６は、偏心部２３３，２３４を取り囲む。複数の内歯ピン２４７それぞれは、回転軸ＲＡＸの延出方向に延びる円柱状の部材である。複数の内歯ピン２４７それぞれは、周壁２４６の内面に形成された溝部に嵌入される。したがって、複数の内歯ピン２４７は、周壁２４６によって適切に保持される。

【0065】

図４に示される如く、複数の内歯ピン２４７は、回転軸ＲＡＸ周りに略一定間隔で配置される。複数の内歯ピン２４７それぞれの半周面は、周壁２４６の内面から回転軸ＲＡＸに向けて突出する。したがって、複数の内歯ピン２４７は、減速機２００Ｂの内歯として機能することができる。本実施形態において、第１外筒は、外筒２４０によって例示される。内歯環は、環状に配列された複数の内歯ピン２４７によって例示される。

【0066】

第３筒部２４３は、周壁２４８と、端壁２４９と、を含む。第３筒部２４３の周壁２４８は、第２筒部２４２の周壁２４６の端縁に密接される。端壁２４９は、周壁２４８によって囲まれた略円形の空間を部分的に閉じる。

【0067】

減速機２００Ｂは、第２筒部２４２によって囲まれた歯車部２５０を備える。歯車部２５０は、２つの揺動歯車２５１，２５２を含む。揺動歯車２５１には、３つの円形貫通穴が形成される。３つのクランク組立体２１２は、揺動歯車２５１の３つの円形開口穴に挿通される。３つのクランク組立体２１２それぞれのニードル軸受２１６は、３つの円形貫通穴それぞれに嵌め込まれる。揺動歯車２５２には、３つの円形貫通穴が形成される。３つのクランク組立体２１２は、揺動歯車２５２の３つの円形開口穴に挿通される。３つのクランク組立体２１２それぞれのニードル軸受２１７は、３つの円形貫通穴それぞれに嵌め込まれる。本実施形態において、少なくとも１つの歯車は、揺動歯車２５１，２５２のうち少なくとも一方によって例示される。

【0068】

本実施形態の減速機２００Ｂは、２つの揺動歯車２５１，２５２を備える。代替的に、減速機は、単一の揺動歯車を有してもよい。更に代替的に、減速機は、２を超える数の揺動歯車を有してもよい。本実施形態の原理は、いくつの揺動歯車が、減速機に組み込まれるかによっては何ら限定されない。

【0069】

揺動歯車２５１，２５２は、複数の内歯ピン２４７によって形成された内歯環に噛み合う。クランク組立体２１２の回転の間、揺動歯車２５１，２５２は、偏心部２３３，２３４によって、揺動回転される。この間、揺動歯車２５１，２５２の中心は、回転軸ＲＡＸ周りを周回移動する。揺動歯車２５１，２５２の揺動回転運動は、揺動歯車２５１，２５２に接続される部位（たとえば、クランク組立体２１２）に伝達される。

【0070】

上述の如く、偏心部２３３，２３４は、偏心方向において相違する。したがって、周回位相差が、揺動歯車２５１，２５２の中心の周回移動に生ずる。たとえば、１８０°の周回位相差が、揺動歯車２５１，２５２の中心の周回移動に生ずるように、偏心部２３３，２３４は、設計されてもよい。この場合、揺動歯車２５１は、複数の内歯ピン２４７のうち略半分と噛み合う一方で、揺動歯車２５２は、残りの内歯ピン２４７と噛み合うことができる。

【0071】

減速機２００Ｂは、外筒２４０によって囲まれた空間に配置されたキャリア２２３を備える。キャリア２２３は、基部２６０と、端板部２７０と、を含む。端板部２７０は、基部２６０と第１筒部２４１の端壁２４４との間に位置する。

【0072】

基部２６０は、基板部２６１（図３を参照）と、３つのシャフト２６２（図４を参照）と、を含む。３つのシャフト２６２は、基板部２６１から端板部２７０に向けて突出する。揺動歯車２５１，２５２それぞれには、３つの台形貫通穴が形成される。３つのシャフト２６２は、これらの台形貫通穴に挿入される。これらの台形貫通穴の大きさは、揺動歯車２５１，２５２とシャフト２６２との干渉が生じないように設定される。

【0073】

端板部２７０は、３つのシャフト２６２の先端面に固定される。したがって、揺動歯車２５１，２５２は、端板部２７０と基板部２６１との間で揺動回転する。

【0074】

基板部２６１には、３つの貫通穴２６３が形成される（図３は、３つの貫通穴２６３のうち１つを示す）。３つのクランク組立体２１２それぞれのテーパ軸受２１５は、３つの貫通穴２６３それぞれに嵌め込まれる。端板部２７０には、３つの貫通穴２７１が形成される（図３は、３つの貫通穴２７１のうち１つを示す）。３つのクランク組立体２１２それぞれのテーパ軸受２１４は、３つの貫通穴２７１それぞれに嵌め込まれる。したがって、キャリア２２３は、クランク組立体２１２に接続される。キャリア２２３は、図２を参照して説明された出力機構２２０Ａのうち一部として用いられる。

【0075】

揺動歯車２５１，２５２の揺動回転運動は、３つのクランク組立体２１２を通じて、キャリア２２３に伝達される。この結果、キャリア２２３は、回転軸ＲＡＸ周りに回転することができる。

【0076】

減速機２００Ｂは、出力シャフト２２１Ｂと、ギア２２２Ｂと、を備える。出力シャフト２２１Ｂは、図２を参照して説明された出力シャフト２２１に対応する。出力シャフト２２１に関する説明は、出力シャフト２２１Ｂに援用されてもよい。ギア２２２Ｂは、図２を参照して説明されたギア２２２に対応する。ギア２２２に関する説明は、ギア２２２Ｂに援用されてもよい。

【0077】

出力シャフト２２１Ｂは、シャフト２２４と、取付板２２５と、を含む。取付板２２５は、基板部２６１の端面（第３筒部２４３の端壁２４９に対向する端面）に当接される円板状の部位である。取付板２２５の中心は、回転軸ＲＡＸに略一致する。取付板２２５は、基板部２６１の端面（第３筒部２４３の端壁２４９に対向する端面）にボルトＢＬＴによって固定される。したがって、取付板２２５は、キャリア２２３から分離可能である。
シャフト２２４は、取付板２２５からピットマンアーム３００Ｂに向けて、回転軸ＲＡＸに沿って延びる。

【0078】

減速機２００Ｂは、ギアボックス筒２８０を更に備える。ギアボックス筒２８０は、略円筒状の周壁２８１と、周壁２８１によって囲まれた略円形の空間を閉じる端壁２８２と、を含む。ギアボックス筒２８０の周壁２８１の端縁は、第３筒部２４３の端壁２４９に密接される。ギアボックス筒２８０は、第３筒部２４３の端壁２４９と協働して、ギア２２２Ｂが収容されるギアボックスを形成する。本実施形態において、第２外筒は、ギアボックス筒２８０によって例示される。

【0079】

第３筒部２４３の端壁２４９には、貫通穴２９１が形成される。ギアボックス筒２８０の端壁２８２には、貫通穴２８３が形成される。回転軸ＲＡＸは、貫通穴２８３，２９１の中心に略一致する。シャフト２２４は、回転軸ＲＡＸに沿って延び、貫通穴２９１，２８３を貫通する。ピットマンアーム３００Ｂは、外筒２４０及びギアボックス筒２８０の外で、シャフト２２４の先端に接続される基端部３１０Ｂを含む。ピットマンアーム３００Ｂは、回転軸ＲＡＸに略直交する方向に延びる。キャリア２２３が回転する間、ピットマンアーム３００Ｂは、回転軸ＲＡＸに直交する面内で揺振する。基端部３１０Ｂは、図２を参照して説明された基端部３１０に対応する。基端部３１０に関する説明は、基端部３１０Ｂに援用されてもよい。本実施形態において、第１貫通穴は、貫通穴２９１によって例示される。

【0080】

減速機２００Ｂは、回転軸ＲＡＸを規定する２つの主ベアリング２９２，２８４を備える。主ベアリング２８４は、主ベアリング２９２とピットマンアーム３００Ｂとの間に位置する。主ベアリング２９２は、第３筒部２４３の端壁２４９に形成された貫通穴２９１に嵌め込まれる。主ベアリング２８４は、ギアボックス筒２８０の端壁２８２に形成された貫通穴２８３に嵌め込まれる。シャフト２２４は、主ベアリング２９２，２８４を貫通する。したがって、シャフト２２４は、主ベアリング２９２，２８４によって適切に保持される。本実施形態において、第１ベアリングは、主ベアリング２９２によって例示される。第２ベアリングは、主ベアリング２８４によって例示される。第２貫通穴は、貫通穴２８３によって例示される。端壁は、ギアボックス筒２８０の端壁２８２によって例示される。

【0081】

図３は、ステアリングシャフトＳＴＳと、ウォームギアＷＭＧと、を概略的に示す。ウォームギアＷＭＧは、ステアリングシャフトＳＴＳの下端に一体的に形成される。ギア２２２Ｂは、主ベアリング２９２，２８４の間でシャフト２２４に取り付けられる。ギア２２２Ｂは、ウォームギアＷＭＧと噛み合う。ウォームギアＷＭＧは、図２を参照して説明されたステアリングギアＳＴＧに対応する。ステアリングギアＳＴＧに関する説明は、ウォームギアＷＭＧに援用されてもよい。

【0082】

＜第４実施形態＞
出力シャフトは、キャリアと一体的に形成されてもよい。この場合、出力シャフトは、キャリアから分離不能となる一方で、操舵装置の軸長寸法は短くなる。第４実施形態において、キャリアと一体化された出力シャフトを備える例示的な操舵装置が説明される。

【0083】

図５は、第４実施形態の操舵装置１００Ｃの概略的な断面図である。図２、図３及び図５を参照して、操舵装置１００Ｃが説明される。第３実施形態の説明は、第３実施形態と同一の符号が付された要素に援用される。

【0084】

第３実施形態と同様に、操舵装置１００Ｃは、ピットマンアーム３００Ｂと、モータ４００Ｂと、を備える。第３実施形態の説明は、これらの要素に援用される。

【0085】

操舵装置１００Ｃは、減速機２００Ｃを更に備える。第２実施形態と同様に、減速機２００Ｃは、３つの伝達ギア２１１（図５は、３つの伝達ギア２１１のうち１つを示す）と、３つのクランク組立体２１２（図５は、３つのクランク組立体２１２のうち１つを示す）と、ギア２２２Ｂと、キャリア２２３と、外筒２４０と、歯車部２５０と、ギアボックス筒２８０と、主ベアリング２８４，２９２と、を含む。第３実施形態の説明は、これらの要素に援用される。

【0086】

減速機２００Ｃは、出力シャフト２２１Ｃを更に含む。出力シャフト２２１Ｃは、キャリア２２３の基板部２６１と一体的に形成される。したがって、第３実施形態とは異なり、出力シャフト２２１Ｃは、キャリア２２３から分離不能である。出力シャフト２２１Ｃは、図２を参照して説明された出力シャフト２２１に対応する。出力シャフト２２１に関する説明は、出力シャフト２２１Ｃに援用されてもよい。

【0087】

出力シャフト２２１Ｃは、キャリア２２３の基板部２６１と一体化されるので、図３を参照して説明された取付板２２５やボルトＢＬＴは不要である。したがって、操舵装置１００Ｃは、回転軸ＲＡＸの延設方向において小さな寸法を有することができる。

【0088】

出力シャフト２２１Ｃは、回転軸ＲＡＸに沿って延び、貫通穴２９１，２８３に嵌め込まれた主ベアリング２９２，２８４を貫通する。ピットマンアーム３００Ｂは、外筒２４０及びギアボックス筒２８０の外で、出力シャフト２２１Ｃの先端に接続される。

【0089】

図５は、ステアリングシャフトＳＴＳと、ウォームギアＷＭＧと、を概略的に示す。ウォームギアＷＭＧは、ステアリングシャフトＳＴＳの下端に一体的に形成される。ギア２２２Ｂは、主ベアリング２９２，２８４の間で出力シャフト２２１Ｃに取り付けられる。ギア２２２Ｂは、ウォームギアＷＭＧと噛み合う。

【0090】

＜第５実施形態＞
第３実施形態及び第４実施形態の操舵装置の出力シャフトは、軸受によって支持されている。代替的に、軸受は、歯車部の周囲でキャリアを支持してもよい。この場合、操舵装置は、回転軸の延設方向において短い寸法を有することができる。第５実施形態において、軸受によって支持されたキャリアを備える例示的な操舵装置が説明される。

【0091】

図６は、第５実施形態の操舵装置１００Ｄの概略的な断面図である。図５及び図６を参照して、操舵装置１００Ｄが説明される。第４実施形態の説明は、第４実施形態と同一の符号が付された要素に援用される。

【0092】

第４実施形態と同様に、操舵装置１００Ｄは、ピットマンアーム３００Ｂと、モータ４００Ｂと、を備える。第４実施形態の説明は、これらの要素に援用される。

【0093】

操舵装置１００Ｄは、減速機２００Ｄを更に備える。第４実施形態と同様に、減速機２００Ｄは、３つの伝達ギア２１１（図６は、３つの伝達ギア２１１のうち１つを示す）と、３つのクランク組立体２１２（図６は、３つのクランク組立体２１２のうち１つを示す）と、出力シャフト２２１Ｃと、ギア２２２Ｂと、キャリア２２３と、外筒２４０と、歯車部２５０と、を含む。第４実施形態の説明は、これらの要素に援用される。

【0094】

第４実施形態に関連して説明された操舵装置１００Ｃとは異なり、操舵装置１００Ｄは、ギアボックス筒２８０（図５を参照）及びギアボックス筒２８０の周囲で出力シャフト２２１Ｃを支持する主ベアリング２８４，２９２（図５を参照）を備えない。一方、操舵装置１００Ｄは、主ベアリング２９３，２９４を備える。主ベアリング２９３，２９４は、協働して、操舵装置１００Ｄの回転軸ＲＡＸを定める。歯車部２５０は、主ベアリング２９３，２９４の間で揺動回転する。本実施形態において、第１ベアリングは、主ベアリング２９３，２９４のうち一方によって例示される。第２ベアリングは、主ベアリング２９３，２９４のうち他方によって例示される。

【0095】

第４実施形態に関連して説明された主ベアリング２８４，２９２とは異なり、主ベアリング２９３，２９４は、外筒２４０内に配置される。主ベアリング２９３は、キャリア２２３の端板部２７０の外周面と外筒２４０の第２筒部２４２の内周面との間に形成された環状の空間に嵌め込まれる。主ベアリング２９４は、キャリア２２３の基板部２６１の外周面と外筒２４０の第２筒部２４２の内周面との間に形成された環状の空間に嵌め込まれる。

【0096】

第４実施形態とは異なり、ギア２２２Ｂは、外筒２４０内に配置され、ウォームギアＷＭＧに噛み合う。したがって、操舵装置１００Ｄは、第４実施形態に関連して説明された操舵装置１００Ｃよりも回転軸ＲＡＸの延設方向において短い寸法を有することができる。

【0097】

＜第６実施形態＞
第３実施形態乃至第５実施形態の操舵装置のギアは、ピットマンアームと歯車部との間でウォームギアと噛み合う。代替的に、ピットマンアームは、歯車部とウォームギアに噛み合うギアとの間に配置されてもよい。第６実施形態において、歯車部とウォームギアに噛み合うギアとの間に配置されたピットマンアームを備える例示的な操舵装置が説明される。

【0098】

図７は、第６実施形態の操舵装置１００Ｅの概略的な断面図である。図２及び図７を参照して、操舵装置１００Ｅが説明される。第５実施形態の説明は、第５実施形態と同一の符号が付された要素に援用される。

【0099】

第５実施形態と同様に、操舵装置１００Ｅは、モータ４００Ｂを備える。第５実施形態の説明は、モータ４００Ｂに援用される。

【0100】

操舵装置１００Ｅは、減速機２００Ｅと、ピットマンアーム３００Ｅと、を更に備える。第５実施形態と同様に、減速機２００Ｅは、３つの伝達ギア２１１（図７は、３つの伝達ギア２１１のうち１つを示す）と、３つのクランク組立体２１２（図７は、３つのクランク組立体２１２のうち１つを示す）と、出力シャフト２２１Ｃと、キャリア２２３と、外筒２４０と、歯車部２５０と、主ベアリング２９３，２９４と、を含む。第５実施形態の説明は、これらの要素に援用される。

【0101】

減速機２００Ｅは、出力シャフト２２１Ｅと、ギア２２２Ｅと、ギアボックス２９０と、２つの副ベアリング２９５，２９６と、を更に含む。出力シャフト２２１Ｃ，２２１Ｅは、図２を参照して説明された出力シャフト２２１に対応する。本実施形態において、第２出力シャフトは、出力シャフト２２１Ｅによって例示される。

【0102】

出力シャフト２２１Ｅの一部、ギア２２２Ｅ及び副ベアリング２９５，２９６は、ギアボックス２９０によって囲まれた内部空間に配置される。副ベアリング２９５，２９６の中心は、主ベアリング２９３，２９４によって規定された回転軸ＲＡＸに略一致する。出力シャフト２２１Ｅは、ギアボックス２９０内で副ベアリング２９５，２９６によって支持される。出力シャフト２２１Ｅの一部は、回転軸ＲＡＸに沿って延び、ギアボックス２９０から出力シャフト２２１Ｃに向けて突出する。したがって、出力シャフト２２１Ｅは、回転軸ＲＡＸ上で出力シャフト２２１Ｃと整列する。

【0103】

ギア２２２Ｅは、ギアボックス２９０内で出力シャフト２２１Ｅに取り付けられる。ギア２２２Ｅは、副ベアリング２９５，２９６の間に位置する。ギア２２２Ｅは、ステアリングシャフトＳＴＳの下端のウォームギアＷＭＧと噛み合う。

【0104】

ピットマンアーム３００Ｅは、外筒２４０及びギアボックス２９０の外に配置される。ピットマンアーム３００Ｅは、出力シャフト２２１Ｃ，２２１Ｅの端面によって形成される境界を跨ぐように配置され、出力シャフト２２１Ｃ，２２１Ｅに接続される。

【0105】

上述の様々な実施形態に関連して説明された設計原理は、様々な操舵装置に適用可能である。上述の様々な実施形態のうち１つに関連して説明された様々な特徴のうち一部が、他のもう１つの実施形態に関連して説明された操舵装置に適用されてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0106】

上述の実施形態の原理は、様々な車両の設計に好適に利用される。

【符号の説明】

【0107】

１００，１００Ａ〜１００Ｅ・・・・・・・・・・・・・・・操舵装置
２００，２００Ａ〜２００Ｅ・・・・・・・・・・・・・・・減速機
２１０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・入力機構
２１１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・伝達ギア
２１２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・クランク組立体
２２０，２２０Ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・出力機構
２２１，２２１Ｂ，２２１Ｃ，２２１Ｅ・・・・・・・・・・出力シャフト
２２２，２２２Ｂ，２２２Ｅ・・・・・・・・・・・・・・・ギア
２２３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・キャリア
２４０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外筒
２４５，２４６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・周壁
２４７・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内歯ピン
２４８・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・周壁
２５０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・歯車部
２５１，２５２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・揺動歯車
２８０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ギアボックス筒
２８２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・端壁
２８３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・貫通穴
２８４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・主ベアリング
２９１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・貫通穴
２９２，２９３，２９４・・・・・・・・・・・・・・・・・主ベアリング
３００，３００Ｂ，３００Ｅ・・・・・・・・・・・・・・・ピットマンアーム
３１０，３１０Ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・基端部
４００，４００Ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・モータ
４２０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・回転シャフト
４２１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ギア部
ＲＡＸ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・回転軸
ＳＴＧ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ステアリングギア
ＳＴＳ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ステアリングシャフト
ＷＭＧ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ウォームギア

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】